4 тактный 4 цилиндровый двигатель: 403 — Доступ запрещён – Порядок работы 4 цилиндрового рядного и V-образного двигателя

Содержание

Рядный 4-цилиндровый двигатель — это… Что такое Рядный 4-цилиндровый двигатель?


Рядный 4-цилиндровый двигатель
Рядный четырёхцилиндровый двигатель автомобиля ГАЗ-24 (ЗМЗ-24Д и ЗМЗ-2401) отличался достаточно большим, для этой конфигурации, рабочим объёмом (2445 см³).

Рядный четырёхцилиндровый двигатель — конфигурация двигателя внутреннего сгорания с рядным расположением четырёх цилиндров, и поршнями, вращающими один общий коленчатый вал. Часто обозначается I4 или L4 («Straight-4», «In-Line-Four»). Плоскость, в которой находятся цилиндры, может быть строго вертикальной, или находиться под определённым углом к вертикали. Во втором случае двигатель иногда называют Slant-4 (/4) — например, двигатель автомобиля Москвич-412.

Конфигурация I4 для четырехтактного двигателя является несбалансированной, но проста в производстве (для двухтактного двигателя с чередованием работы цилиндров через 90° в порядке 1-3-4-2 такая конструкция сбалансированная). Поэтому она находит применение обычно в автомобилях эконом-класса с относительно небольшим рабочим объёмом двигателя. Современные I4 имеют рабочий объем обычно от 0,7 до 2,5 литров. С ростом рабочего объёма уровень вибраций значительно возрастает, поэтому на современных двигателях конфигурации I4 с рабочим объёмом более 2,0 л. как правило используются дополнительные балансировочные (успокоительные) валы, позволяющие приблизить уровень вибраций к рядным шестицилиндровым двигателям аналогичного рабочего объёма.

В прошлом, однако, I4 бо́льших рабочих объёмов не были редкостью.

Западногерманская фирма ЗМЗ объёмом 2,445 литра, имелась версия объёмом 2,9 литра, балансировочные валы также отсутствовали. Все эти двигатели были достаточно малооборотными и относительно тяжёлыми, что, наряду с особыми мерами при конструировании и при правильной настройке, практически сводило на нет нежелательные вибрации по сравнению с I4 меньшего объёма. Хотя, скажем, двигатель «Понтиака» оказался очень чувствителен к настройке карбюратора.

В начале XX века существовали гоночные автомобили с рядными четырёхцилиндровыми двигателями рабочим объёмом 10-17 литров, например, De Dietrich. Мощность этих двигателей, однако, была весьма невелика — обычно, порядка 70-100 л.с., а максимальные обороты составляли около 1500 об/мин.

В настоящее время, один из наибо́льших по рабочему объёму четырёхцилиндровых двигателей является двигатель Toyota 3RZ-FE — 2,7 л.

Wikimedia Foundation. 2010.

  • Ряд тейлора
  • Рядный 6-цилиндровый двигатель

Смотреть что такое «Рядный 4-цилиндровый двигатель» в других словарях:

  • Рядный 6-цилиндровый двигатель — Современный рядный шестицилиндровый двигатель автомобиля BMW (M20B25). Рядный шестицилиндровый двигатель  конфигурация двигателя внутреннего сгорания с рядным расположением шести цилиндров, и поршнями, вращающими один общий коленчатый вал. Часто… …   Википедия

  • ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ — ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, широко используемый в машинах и мотоциклах двигатель, внутри которого горючее сгорает так, что выделяемые при этом газы могут производить движение. Бывает двух видов ДВУХТАКТНЫЙ или ЧЕТЫРЕХТАКТНЫЙ. В наиболее… …   Научно-технический энциклопедический словарь

  • М-3 (двигатель) — У этого термина существуют и другие значения, см. М 3. М 3 («Рено 220») Производитель: АО «Русский Рено» Годы производства: 1916 1918 Тип: 12 цилиндровый, рядный V образный, безредукторный Технические характеристики Мощность: 220/225 лс Ход… …   Википедия

  • Дизельный двигатель — Дизельный двигатель  поршневой двигатель внутреннего сгорания, работающий по принципу самовоспламенения распылённого топлива от воздействия разогретого при сжатии воздуха.[1] Спектр топлива для дизелей весьма широк, сюда включаются все… …   Википедия

  • W-образный двигатель — W образный двенадцатицилиндровый двигатель  двигатель внутреннего сгорания с W образным расположением двенадцати цилиндров четырьмя рядами по три (даже на фото видно что три ряда по четыре цилиндра. Фото неверное, на фото …   Википедия

  • М-1 (двигатель) — М 1 (РБВЗ 6) Производитель: Русско Балтийский вагонный завод Годы производства: 1916 1918 Тип: 6 цилиндровый рядный, водяного охлаждения, безредукторный Технические характеристики Объём: 14,3л Мощность: 150 л.с. Ход поршня: 180 мм Количество… …   Википедия

  • М-107 (двигатель) — М 107 (ВК 107) Д …   Википедия

  • М-100 (двигатель) — М 100 Производитель: завод №26 (Рыбинск) Годы производства: 1935 1940 Тип: 12 цилиндровый, рядный, V образный, карбюраторный Технические характеристики Объём: 36,03 л Ход поршня: 170 мм Количество цилиндров: 12 Диаметр цилиндров: 150 мм… …   Википедия

  • М-106 (двигатель) — М 106 Годы производства: 1942 1943 Тип: 12 цилиндровый, рядный, V образный, карбюраторный Технические характеристики Объём: 35,08 л Мощность: 1350 л.с. (992 кВт) на 2700 оборотах Удельная мощность: 28,26 кВт/л Ход поршня: 170 мм Количество… …   Википедия

  • BMW — (БМВ) Компания BMW, история компании, деятельность компании Компания BMW , история компании, деятельность компании, руководство компании Содержание Содержание Определение Название Собственники и руководство История До Второй мировой После Второй… …   Энциклопедия инвестора


2 Цилиндровый двигатель 4 тактный

При выборе силового оборудования необходимо уделить особое внимание типу двигателя. Существует два типа двигателей внутреннего сгорания: 2-х тактный и 4-х тактный.

Принцип действия двигателя внутреннего сгорания основан на использовании такого свойства газов, как расширение при нагревании, которое осуществляется за счет принудительного воспламенения горючей смеси, впрыскиваемой в воздушное пространство цилиндра.

Зачастую можно услышать, что 4-х тактный двигатель лучше, но чтобы понять, почему, необходимо более подробно разобрать принципы работы каждого.

Основными частями двигателя внутреннего сгорания, независимо от его типа, являются кривошипно-шатунный и газораспределительный механизмы, а также системы, отвечающие за охлаждение, питание, зажигание и смазку деталей.

Передача полезной работы расширяющегося газа осуществляется через кривошипно-шатунный механизм, а за своевременный впрыск топливной смеси в цилиндр отвечает механизм газораспре6деления.

Четырехтактные двигатели — выбор компании Honda

Четырехтактные двигатели экономичные, при этом их работа сопровождается более низким уровнем шума, а выхлоп не содержит горючей смеси и значительно экологичней чем у двухтактного двигателя. Именно поэтому компания Honda при изготовлении силовой техники использует только четырехтактные двигатели. Компания Honda уже многие годы представляет свои четырехтактные двигатели на рынке силовой техники и добилась высочайших результатов, при этом их качество и надежность ни разу не подвергались сомнению. Но всё же, давайте рассмотрим принцип работы 2х и 4х тактных двигателей.

Принцип работы двухтактного двигателя

Рабочий цикл 2-х тактного двигателя состоит из двух этапов: сжатие и рабочий ход.

Сжатие. Основными положениями поршня являются верхняя мертвая точка (ВМТ) и нижняя мертвая точка (НМТ). Двигаясь от НМТ к ВМТ, поршень поочередно перекрывает сначала продувочное, а затем выпускное окно, после чего газ, находящийся в цилиндре, начинает сжиматься. При этом через впускное окно в кривошипную камеру поступает свежая горючая смесь, которая будет использована в последующем сжатии.

Рабочий ход. После того, как горючая смесь максимально сжата, она воспламеняется при помощи электрической искры, образуемой свечой. При этом температура газовой смеси резко возрастает и объем газа стремительно растет, осуществляя давление, при котором поршень начинает движение к НМТ. Опускаясь, поршень открывает выпускное окно, при этом продукты горения горючей смеси выбрасываются в атмосферу. Дальнейшее движение поршня приводит к сжатию свежей горючей смеси и открытию продувочного отверстия, через которое горючая смесь поступает в камеру сгорания.

Основным недостатком двухтактного двигателя является большой расход топлива, причем часть топлива не успевает принести пользу. Это связано с наличием момента, при котором продувочное и выпускное отверстие одновременно открыты, что приводит к частичному выбросу горючей смеси в атмосферу. Еще идёт постоянный расход масла, так как 2х тактные двигатели работают на смеси бензина и масла. Очередное неудобство — в необходимости постоянно готовить топливную смесь. Главными преимуществами двухтактного двигателя остаются его меньшие размеры и вес по сравнению с 4х тактным аналогом, но размеры силовой техники позволяют использовать на них 4х тактные двигатели и испытывать намного меньше хлопот в ходе эксплуатации. Так что уделом 2х тактных моторов осталось различное моделирование, в частности, авиамоделирование, где даже лишних 100г имеют значение.

Принцип работы четырехтактного двигателя

Работа четырехтактного двигателя значительно отличается от работы двухтактного. Рабочий цикл четырехтактного двигателя состоит из четырех этапов: впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск, что стало возможным за счет применения системы клапанов.

Во время впускного этапа поршень двигается вниз, открывается впускной клапан, и в полость цилиндра поступает горючая смесь, которая при смешении с остатками отработанной смеси образует рабочую смесь.

При сжатии поршень движется от НМТ к ВМТ, оба клапана закрыты. Чем выше поднимается поршень, тем выше давление и температура рабочей смеси.

Рабочий ход четырехтактного двигателя представляет собой принудительное движение поршня от ВМТ к НМТ за счет воздействия резко расширяющейся рабочей смеси, воспламененной искрой от свечи. Как только поршень достигает НМТ, открывается выпускной клапан.

Во время выпускного этапа продукты сгорания, вытесняемые поршнем, движущимся от НМТ к ВМТ, выбрасываются в атмосферу через выпускной клапан.

За счет применения системы клапанов четырехтактные двигатели внутреннего сгорания более экономичны и экологичны — ведь выброс неиспользованной топливной смеси исключен. В работе они значительно тише, чем 2х тактные аналоги, и в эксплуатации намного проще, ведь работают на обычном АИ-92, которым вы заправляете свою машину. Нет необходимости в постоянном приготовлении смеси масла и бензина, ведь масло в данных двигателях заливается отдельно в масляный картер, что значительно уменьшает его потребление. Вот именно поэтому компания Honda производит только 4х тактные двигатели и достигла в их производстве колоссальных успехов.

В таком двигателе возможны два варианта расположения кривошипов: под углом 360° (рис. 77) и под углом 180° (рис. 78). Двигатели, выполненные по схеме на рис. 77, изготовляют только четырехтактными (бензиновый двигатель ВАЗ-11113 автомобиля «Ока»), Эта схе-

Рис. 77. Схема сил инерции в двухцилиндровом однорядном двигателе: а — с кривошипами под углом 360°; б — с кривошипами под углом 180°

Рис. 78. Схема уравновешивания сил инерции первого порядка в двухцилиндровом двигателе с кривошипами под углом 360° с двумя дополнительными валами ма обеспечивает равные промежутки времени между рабочими ходами (соответствующими углу поворота коленчатого вала на 360°).

К недостаткам схемы следует отнести повышенную нагрузку на коренные подшипники, так как силы инерции возвратно-поступательно движущихся масс и неуравновешенных вращающихся масс увеличиваются в два раза. Если принять, что массы поршней и шатунов у обоих цилиндров одинаковы, то при равных радиусах кривошипов и одинаковом расположении колен вала для каждого цилиндра будут одинаковыми центробежные силы инерции

Кг, а также силы инерции первого и второго порядков PjX, Pj2.

Равнодействующие этих сил приложены к середине коленчатого вала и соответственно равны:

Здесь mr = mK+m2 неуравновешенные массы кривошипа тк и части массы шатуна, отнесенная к оси шатунной шейки; г — радиус кривошипа; со — угловая скорость вращения коленчатого вала; X = = г/1 — безразмерный параметр (отношение радиуса кривошипа к длине шатуна /).

Как показано в п. 4.2 центробежные силы инерции Кг для этой схемы уравновешиваются противовесами, устанавливаемыми на продолжении всех щек.

Для уравновешивания сил инерции первого порядка можно, как и в случае одноцилиндрового двигателя, ввести дополнительный уравновешивающий вал, но при этом появляется дополнительный момент (см. рис. 76). Вместе с тем возможна схема, устраняющая появляющийся неуравновешенный момент.

Для этого кроме вала 1 устанавливается еще один уравновешивающий вал 2 (см. рис. 78), вращающийся в ту же сторону, что и вал 7. На коленчатом валу устанавливается противовес, массой в два раза большей, чем на дополнительных валах.

При этом на каждом из двух дополнительных валов противовесы, массой тпр, установленные на расстоянии р от оси вращения, развивают центробежную силу 0,5Спр = 0,5/ипррсо 2 , которая составляет от максимальной силы инерции PjX: 0,5Спр1 = 0,5Ру1тах. Равнодействующая вертикальных составляющих сил инерции противовесов на коленчатом валу Спр1 coscp, валах 1 и 2 —пр1 cos(p, расположенная в плоскости, проходящей через оси цилиндров, полностью уравновешивают силу инерции первого порядка Pj<. Горизонтальные составляющие сил инерции противовесов на валах 1 и 2 0,5Спр1 sin ф направлены в сторону, противоположную горизонтальной составляющей сил инерции противовеса на коленчатом валу (см. рис. 78). Так как эти составляющие равны по величине, то они взаимно уравновешиваются. Валы 1 и 2 расположены на равных расстояниях / от оси коленчатого вала, что исключает неуравновешенный момент М, присущий схеме на рис. 76. Эта схема, как и схема Ланчестера, содержит для полного уравновешивания Рд два уравновешивающих вала, но в данном случае валы вращаются в одном направлении, что упрощает схему их привода. Кроме того, силы инерции на уравновешивающих валах в этом случае в два раза меньшие, чем в случае установки одного уравновешивающего вала. Это уменьшает нагрузки, действующие на корпусные детали, а также увеличивает надежность подшипников уравновешивающих валов.

При расположении кривошипов под углом 180° (см. рис. 77), которые применяются как для двух-, так и четырехтактных двигателей, достигается более удовлетворительная, чем в предыдущем случае, уравновешенность. Подобное расположение кривошипов имеют двигатели мотоцикла «ИЖ-Юпитер 5», снегохода «Буран» ОАО «Рыбинские моторы», дизели Д120 ОАО «Владимирский моторо-тракторный завод».

Для двухтактных двигателей в этом случае обеспечивается одинаковые (180°) угловые интервалы между вспышками в цилиндрах. При применении такой схемы для четырехтактных двигателей правильное чередование вспышек обеспечено быть не может (вспышки совершаются через промежутки времени, соответствующие углу поворота коленчатого вала то на 180°, то на 540°), так как для равномерного чередования вспышек в четырехтактном однорядном двигателе с числом цилиндров /ц необходимо, чтобы угол 720°/*ц поворота коленчатого вала между вспышками был равен углу между кривошипами.

Сумма проекций центробежных сил Кг = тгги> 2 на ось у, параллельную линиям действия этих сил (см. рис. 77), равна нулю:

Момент от центробежных сил инерции, действующий в плоскости осей цилиндров, равен:

Этот момент может быть полностью уравновешен при помощи противовесов, устанавливаемых на продолжении щек коленчатого вала (в этом случае уравновешиваются ли Кг в пределах одного колена) или на продолжении первой и четвертой щеки. В последнем случае их масса тпр вычисляется из условия

где а — межцилиндровое расстояние; b — расстояние между первой и последней щекой; р — расстояние от оси коленчатого вала до центра масс кривошипа.

Из (2.15) получаем:

В рассматриваемом двигателе проекции сил инерции первого порядка ^ Рд на ось у при любом положении коленчатого вала дают равнодействующую, равную нулю:

Силы инерции второго порядка ^ Pj2 обоих цилиндров всегда имеют одинаковое направление и поэтому не уравновешиваются, а создают неуравновешенную силу

Эта сила действует по оси, параллельной осям цилиндров и проходящей через середину коленчатого вала, и может быть уравновешена, как и в случае одноцилиндрового двигателя, при помощи противовесов, установленных на дополнительных валах, вращающихся с угловой скоростью 2со (метод Ланчестера).

Силы инерции первого порядка создают свободный момент Мд, действующий в плоскости, проходящей через оси цилиндров. Если установить противовесы на продолжении щек коленчатого вала для уравновешивания момента этих сил, то в этом случае момент не может быть уравновешен, так как он будет перенесен из вертикальной плоскости в горизонтальную. Полностью уравновесить момент Мд можно только с помощью метода Ланчестера или при помощи схемы, когда в качестве одного вала используется коленчатый вал, а допол-

Рис. 79. Уравновешивание двухцилиндрового двигателя с углом между кривошипами 180°

нительный вал, вращающийся в противоположную сторону, приводится во вращения от коленчатого (рис. 79).

Такая схема уравновешивания применяется на дизеле Д120 Владимирского моторно-тракторного завода (ВМТЗ). На коленчатом валу устанавливаются внешние противовесы тпрм.. На носке коленчатого вала это, как правило, неуравновешенный груз, а на маховике — прилив в верхней части его (центры масс неуравновешенного груза и прилива располагаются по разные стороны от оси вала).

Так как максимальный момент Mjlmax = т:Г(о 2 а, то масса внешних противовесов вычисляется из условия, что Му1тах полностью уравновешивается моментом центробежных сил внешних противовесов:

где / — расстояние между центром масс внешних противовесов.

Рассмотрим также двухцилиндровый двигатель с противоположным расположением цилиндров и кривошипами под углом 180° (оп- позитный). Четырехтактные двигатели такого типа устанавливаются главным образом на малолитражных автомобилях и мотоциклах.

Изображенная на рис. 80 схема двигателя обусловливает равномерное чередование вспышек (угловые интервалы между вспышками 360°).

Рис. 80. Уравновешивание двухцилиндрового двигателя с кривошипами под углом 180° и цилиндрами, расположенными по обе стороны коленчатого вала (оппозит-

Для каждого из цилиндров (левого — Л и правого — П) силы инерции первого Pj< и второго Pj2 порядков, а также центробежные силы инерции Кг при любом положении коленчатого вала соответственно равны друг другу, но направлены в противоположные стороны. Поэтому при проектировании на ось у:

Моменты этих сил:

Полное уравновешивание моментов Мд и Mj2 возможно лишь с помощью противовесов, установленных на дополнительных валах. Момент Мк уравновешивается полностью при установке двух противовесов с массой тпр на продолжении щек коленчатого вала.

Расстояние между осями цилиндров а, входящее в формулы (20), в двухцилиндровых двигателях с противоположным расположением цилиндров может быть сделано меньше, чем в двухцилиндровых однорядных двигателях с кривошипами под углом 180° (см. рис. 79), так как это расстояние в первых двигателях зависит от диаметра цилиндра, а также от конструкции коленчатого вала.

Двигатели с противоположным расположением цилиндров обладают большей уравновешенностью, чем двигатели, схема которых

изображена на рис. 77, так как свободная равнодействующая сил

инерции второго порядка ^ Pj2 вызывает в последних большие виб-

рации, чем неуравновешенные моменты в двухцилиндровых двигателях с противоположным расположением цилиндров.

Рассматриваемые двигатели устанавливаются, в частности, на мотоциклах.

Вопросы для самопроверки

  • 1. Какие силы или их моменты неуравновешены в двухцилиндровых двигателях с кривошипами, расположенными под углом 180°?
  • 2. Какие силы или их моменты неуравновешены в двухцилиндровых двигателях с кривошипами, расположенными под углом 360°?
  • 3. Как уравновешиваются центробежные силы инерции в двухцилиндровых двигателях с кривошипами, расположенными под углом 180°?
  • 4. Как уравновешиваются центробежные силы инерции в двухцилиндровых двигателях с кривошипами, расположенными под углом 360°?
  • 5. Как уравновешиваются моменты сил инерции первого порядка в двухцилиндровых двигателях с кривошипами, расположенными под углом 180°?
  • 6. Как уравновешиваются силы инерции первого порядка в двухцилиндровых двигателях с кривошипами, расположенными под углом 360°?
  • 7. Как уравновешиваются силы инерции или их моменты в оппозитных двигателях?

Двухцилиндровые двигатели благодаря принудительной системе смазки под давлением, улучшенной системе воздушного охлаждения (а в некоторых моделях и водяной), чугунной гильзе цилиндров существенно увеличивает срок службы двухцилиндровых двигателей по сравнению с одноцилиндровыми.

В каталоге нашей компании представлены бензиновые и дизельные двухцилиндровые двигатели таких известных производителей как HONDA(Япония), KIPOR (Китай), LIFAN (Китай). Одним из больших преимуществ двигателей данных производителей является развитая сеть сервисных центров по всей стране, благодаря чему у Вас не возникнет проблем с поиском и приобретением запчастей для данных двухцилиндровых двигателей.

Компания «ВИНГО-Групп» осуществляет ремонт двухцилиндровых двигателей, а так же поставку запчастей к ним.

Четырёхцилиндровые двигатели — это… Что такое Четырёхцилиндровые двигатели?

Рядный четырёхцилиндровый двигатель Рядный четырёхцилиндровый двигатель автомобиля ГАЗ-24 (ЗМЗ-24Д и ЗМЗ-2401) отличался достаточно большим, для этой конфигурации, рабочим объёмом (2445 см³).

Рядный четырёхцилиндровый двигатель

Рядный четырёхцилиндровый двигатель — конфигурация двигателя внутреннего сгорания с рядным расположением четырёх цилиндров, и поршнями, вращающими один общий коленчатый вал. Часто обозначается I4 («ай-фор») или L4 («эл-фор», «Straight-4», «In-Line-Four»). Плоскость, в которой находятся цилиндры, может быть строго вертикальной, или находиться под определённым углом к вертикали. Во втором случае двигатель иногда называют Slant-4 (/4) — например, двигатель автомобиля Москвич-412.

Конфигурация I4 как для двухтактного, так и для четырехтактного двигателя является несбалансированной, но проста в производстве. Поэтому четырёхтактный двигатель I4 находит применение обычно в автомобилях эконом-класса с относительно небольшим рабочим объёмом двигателя. В четырёхтактной рядной «четвёрке» неуравновешена вертикальная сила инерции 2-го порядка поршней и верхних частей шатунов (силы инерции от отдельных цилиндров всегда направлены в одну и ту же сторону, поэтому складываются), вызванная несинусоидальным движением поршней. Данная сила инерции порождает высокочастотную вибрацию, которая проявляется в виде гула в салоне автомобиля. Кроме того, на малых оборотах появляется вибрация, вызванная пульсацией крутящего момента. Современные I4 имеют рабочий объем обычно от 0,7 до 2,9 литров. С ростом рабочего объёма уровень вибраций значительно возрастает, поэтому, чтобы уравновесить силу инерции 2-го порядка, на современных двигателях конфигурации I4 с рабочим объёмом более 2,0 л как правило используется два балансировочных (успокоительных) вала, которые расположены по бокам двигателя и вращаются в противоположные друг от друга стороны, в два раза быстрее коленчатого вала. Кроме того, иногда один балансировочный вал размещают выше по сравнению с другим (как, например, на дизелях 4D56 и 4M40 фирмы Mitsubishi, уравновешивающие валы расположены вверху справа и внизу слева), что позволяет заодно частично устранить вибрации, вызванные пульсацией крутящего момента. Это позволяет добиться плавности работы и уровня вибраций, сопоставимых с таковыми у рядного шестицилиндрового двигателя аналогичного рабочего объёма.

Двухтактные двигатели I4 в дизельном варианте в прошлом применялись на грузовых автомобилях. В двухтактном двигателе используется коленвал, у которого (в отличие от «плоского» коленвала четырёхтактного двигателя, центральные шатунные шейки которого направлены в одну сторону, а пара крайних развёрнуты на 180° относительно средних) крайние шатунные шейки повёрнуты относительно средних на угол 90° и развёрнуты на 180° друг относительно друга (средние шейки также развёрнуты на 180°). При этом неуравновешенным оказывается момент от сил инерции 1-го порядка, вызванных возвратно-поступательным движением поршней и верхних частей шатунов (силы 2-го порядка при этом взаимно уравновешиваются). Чтобы его уравновесить, применяется (вместе с массивными противовесами на коленвале, создающими дисбаланс) балансировочный вал, вращающийся со скоростью коленвала, но в противоположную сторону, либо применяются противовесы, установленные на распределительном валу, при этом он должен вращаться в протиоположную сторону по отношению к коленвалу (у двухтактного двигателя распределительный вал вращается со скоростью коленвала). Иногда эти способы уравновешивания сочетаются, при этом балансировочный и распределительный валы вращаются в противоположные стороны, а последний может вращаться в любую сторону.

Порядок работы цилиндров двигателя I4 — 1-3-4-2, либо 1-2-4-3.

В прошлом, однако, I4 бо́льших рабочих объёмов не были редкостью. В начале XX века существовали гоночные автомобили с рядными четырёхцилиндровыми двигателями рабочим объёмом 10-17 литров, например, De Dietrich. Мощность этих двигателей, однако, была весьма невелика — обычно, порядка 70-100 л.с., а максимальные обороты составляли около 1500 об/мин.

В довоенные годы четырёхцилиндровые автомобильные двигатели большого объёма не были редкостью, особенно на грузовиках. Сюда можно отнести, например, советские ГАЗ-М-1, ГАЗ-АА и их производные (3285 см³).

Из относительно недавних примеров, западногерманская фирма Porsche выпускала автомобили с 2990-кубовыми I4. Двигатель американского Pontiac Tempest модели 1961-63 годов имел рабочий объем 3188 см³ и не имел балансировочных валов. Советские и российские автомобили «Волга» в течение длительного периода времени (с 1957 по начало 2000-х) использовали I4 производства ЗМЗ объёмом 2,445 литра, имелась версия объёмом 2,9 литра, балансировочные валы также отсутствовали.

Все эти двигатели были достаточно малооборотными и относительно тяжёлыми, что, наряду с особыми мерами при конструировании и при правильной настройке, практически сводило на нет нежелательные вибрации по сравнению с I4 меньшего объёма. Хотя, скажем, двигатель «Понтиака» оказался очень чувствителен к настройке карбюратора.

В настоящее время, одними из наибо́льших по рабочему объёму четырёхцилиндровых двигателей являются двигатели УМЗ 421 серии (объём 2,89 л), Toyota 3RZ (объём 2,694 л), Mitsubishi 4M40 (объём 2,835 л) и ЗМЗ 409 (объём 2,693 л).

V-образный четырёхцилиндровый двигатель

V4 — V-образный четырёхцилиндровый двигатель начал появляться в 1920 г. В отличие от рядных «четвёрок», v-образные имеют меньшую длину, но бóльшую ширину.

Двигатель автомобиля ЗАЗ-965А

Конфигурация V4 для четырёхтактного двигателя является несбалансированной. Данную конфигурацию можно получить, если взять рядный четырёхцилиндровый двигатель, повернуть нечётные цилиндры влево, а чётные вправо на тот же угол. Соответствующие кривошипы коленвала поворачиваются на такие же углы, таким образом сохраняются равномерные интервалы поджига смеси (порядок работы цилиндров при этом 1-3-4-2, либо 1-2-4-3). При этом появляется неуравновешенный момент от сил инерции 1-го порядка, вызванных возвратно-поступательным движением поршней и верхних частей шатунов, также неуравновешенной остаётся сила инерции 2-го порядка, вызванная несинусоидальным движением поршней. Как правило, чтобы скомпенсировать момент 1-го порядка, используют коленвал с дисбалансом, а также дополнительный балансировочный вал, вращающийся со скоростью коленвала в противоположную сторону. Это позволяет добиться плавности работы и уровня вибраций, сопоставимых с таковыми у рядного четырёхцилиндрового двигателя аналогичного рабочего объёма. Силу 2-го порядка оставляют неуравновешенной ввиду сложности уравновешивания (нужны 2 дополнительных балансировочных вала, которые должны вращаться с удвоенной скоростью коленвала в противоположные стороны друг относительно друга), к тому же данная сила инерции меньше, чем у рядного четырёхцилиндрового двигателя и уменьшается при увеличении угла развала.

В другом варианте двигатель имеет коленвал с двумя кривошипами, направленными в одну сторону и общими для каждой пары шатунов противоположных цилиндров. При этом вспышки в цилиндрах чередуются неравномерно, через 90 и 270° (при угле развала 90°) по углу поворота коленвала. В данном варианте двигатель имеет неуравновешенную силу инерции 1-го порядка, которую при угле развала 90° можно полностью устранить противовесами, расположенными на коленвале. Также присутствует сила инерции 2-го порядка, имеющая такую же величину, как и в первом варианте (с четырьмя кривошипами), при таком же угле развала.

Двигатель данной конфигурации сложнее рядного четырёхцилиндрового, так как требует двух головок цилиндров, хотя и компактнее. Ввиду этого, а также сложности балансировки (в варианте с четырьмя кривошипами), либо большей неравномерности крутящего момента (в варианте с двумя кривошипами) двигатели такой конфигурации применяются довольно редко. Данные двигатели устанавливаются на некоторые мотоциклы, а также, в варианте с четырьмя кривошипами, устанавливались на автомобили: ЗАЗ, ЛуАЗ, Lancia, Ford, Saab, Volkswagen и д.р.

Категория:
  • Двигатель внутреннего сгорания

Wikimedia Foundation. 2010.

  • Ирис элегантнейший
  • Шестицилиндровые двигатели

Смотреть что такое «Четырёхцилиндровые двигатели» в других словарях:

  • Трёхцилиндровые двигатели — Возможно, эта статья содержит оригинальное исследование. Добавьте ссылки на источники, в противном случае она может быть выставлена на удаление. Дополнительные сведения могут быть на странице обсуждения. Рядный трёхцилиндровый двига …   Википедия

  • Четырёхцилиндровый двигатель — Рядный четырёхцилиндровый двигатель …   Википедия

  • Стационарные бензиновые двигатели производства СССР — В СССР в различные годы выпускались несколько серий стационарных бензиновых двигателей для привода электрических генераторов, насосов, сельскохозяйственных машин. Эти же двигатели широко использовались на маломерных судах. Содержание 1 Серия «Л»… …   Википедия

  • УД (двигатели) — Схема двигателя УД 15 УД марка многоцелевых малолитражных бензиновых двигателей внутреннего сгорания, выпускаемых Ульяновским моторным заводом. УД расшифровываются как Ульяновский Двигатель. Двигатели четырёхтактные, воздушного охлаждения. С 1952 …   Википедия

  • Рядный четырёхцилиндровый двигатель — автомобиля ГАЗ 24 (ЗМЗ 24Д и ЗМЗ 2401) отличался достаточно большим, для этой конфигурации, рабочим объёмом (2445 см³). Рядный четырёхцилиндровый двигатель  конфигурация двигателя внутреннего сгорания с рядным расположением четырёх цилиндров …   Википедия

  • Hyundai Santa Fe — Hyundai Santa Fe …   Википедия

  • Передний привод — Общий случай компоновки легкового автомобиля с приводом на передние колёса …   Википедия

  • Audi 80 — Audi 80 …   Википедия

  • Honda K двигатель — Моторы К серии это четырёхцилиндровые двигатели производимые корпорацией Honda и работающие по четырёхтактному циклу Отто. Производятся в 2.0 и 2.4 литровых модификациях, а также 2.3L с турбонаддувом. Самые совершенные и высокопроизводительные… …   Википедия

  • Duratec — Двигатель Duratec Duratec название серии четырёх, шести и двенадцатицилиндровых бензиновых двигателей, устанавливаемых на автомобилях концерна Ford Motor Company с 1993 года по сей день. Первоначальное название Duratec, получил шест …   Википедия

Шестицилиндровый двигатель — Википедия

Запрос «V6» перенаправляется сюда; о японском бой-бэнде см. V6 (группа). Рядный шестицилиндровый двигатель автомобиля BMW (M20B25) со снятой головкой L6 турбодизель K6S310DR тепловоза ЧМЭ3, рабочий объём 163 л

Шестицили́ндровые дви́гатели — двигатели внутреннего сгорания, имеющие шесть цилиндров, размещённые чаще всего друг напротив друга под углом 60° или 90°.

Рядный шестицилиндровый двигатель — конфигурация двигателя внутреннего сгорания с рядным расположением шести цилиндров, порядок работы цилиндров 1-5-3-6-2-4, и поршнями, вращающими один общий коленчатый вал. Часто обозначается R6[1][2] (от немецкого[3] «Reihe» — ряд), I6 или L6 («Straight-6», «In-Line-Six»). Плоскость, в которой находятся цилиндры, может быть строго вертикальной, или находиться под определённым углом к вертикали. Во втором случае двигатель иногда называют Slant-6 (/6).

В теории I6 в четырёхтактном варианте является полностью сбалансированной конфигурацией относительно сил инерции разных порядков поршней и верхних частей шатунов (силы инерции 1-го порядка разных цилиндров взаимно компенсируют друг друга так же, как и у рядного четырёхцилиндрового двигателя, но, в отличие от последнего, силы инерции 2-го порядка также взаимно компенсируются), сочетая сравнительно невысокую сложность и стоимость изготовления с хорошей плавностью работы. Такую же сбалансированность демонстрирует и V12, работающий как два шестицилиндровых двигателя с общим коленчатым валом.

Однако на малых (холостых) оборотах коленчатого вала возможна некоторая вибрация, вызванная пульсацией крутящего момента. Рядный восьмицилиндровый двигатель, помимо полной сбалансированности, демонстрирует лучшую равномерность крутящего момента, чем рядный шестицилиндровый, но в наше время применяется очень редко из-за целого ряда иных недостатков.

Двигатели конфигурации I6 широко использовались и продолжают использоваться в настоящее время на автомобилях, автобусах, тракторах, речных судах. На легковых автомобилях в последние десятилетия, в связи с повсеместным распространением переднего привода с поперечным расположением силового агрегата, и вообще компоновочных схем с более «плотной» организацией подкапотного пространства, более популярны оказались V-образные шестицилиндровые двигатели как более компактные и короткие, хоть и более дорогие, менее технологичные и сбалансированные. Вместе с тем, отдельные производители не спешат отказываться от рядных шестицилиндровых моторов. Яркий пример — BMW. Более того, современные[когда?] технологии позволяют создать достаточно компактный рядный шестицилиндровый двигатель даже для поперечной установки, правда, на достаточно крупном автомобиле — примером такого силового агрегата служит Chevrolet Epica с передним приводом и поперечно установленными 2,0- и 2,5-литровыми моторами разработки Porsche.

Максимальный рабочий объём рядных шестицилиндровых двигателей практически не ограничен и на судовых дизелях может достигать 1820 дм³ на один цилиндр.

V-образный шестицилиндровый двигатель[править | править код]

V6 фирмы Lancia, первый серийный двигатель такой конфигурации.

V-образный шестицилиндровый двигатель — двигатель внутреннего сгорания с V-образным расположением шести цилиндров двумя рядами по три, и поршнями, вращающими один общий коленчатый вал. Часто обозначается V6 (англ. «Vee-Six», «Ви-Сикс»).

Это второй по популярности в наши дни автомобильный двигатель после рядного четырёхцилиндрового двигателя.

Первый серийный V6 появился в 1950 году на итальянской модели Lancia Aurelia.

Технические особенности[править | править код]

V6 — несбалансированный двигатель; он работает как два рядных трёхцилиндровых двигателя, и без дополнительных мер может иметь весьма большой уровень вибраций. В двигателях V6 используется дисбаланс коленвала, создаваемый противовесами (иногда дополнительно применяют маховик и шкив с дисбалансом), уравновешивающий момент от сил инерции 1-го порядка поршней и верхних частей шатунов. Кроме того, иногда (при некоторых углах развала цилиндров) для этого дополнительно используют балансировочный вал, вращающийся со скоростью коленвала, но в противоположную сторону. Это позволяет приблизить их по плавности работы и уровню вибраций к рядному шестицилиндровому двигателю. Момент инерции 2-го порядка, как правило оставляют свободным, так как он имеет небольшую величину и может быть поглощён опорами двигателя.

Как правило, угол развала цилиндров составляет 60, 90 или 120 градусов. Но встречаются и иные варианты, например 54°, 45°, 65°, 75° или 15° (VR6).

Угол развала 90° обычно встречается на двигателях, унифицированных с двигателями конфигурации V8, для которых такой угол развала является основным. В первых двигателях такой конфигурации, по причине того, что технологии тогда не позволяли сделать достаточно прочный коленвал со смещёнными шатунными шейками, а делать полноопорный коленвал с отдельными шейками для каждого шатуна невыгодно, так как по длине двигатель становится сравнимым с исходным V8 (кроме того, это усложняет двигатель), на каждой шатунной шейке располагались (так же, как и в исходном V8) по два шатуна от противоположных цилиндров (схема с 3 кривошипами, пример — Buick Special, а также советский двигатель ЯМЗ-236). Такая конструкция при угле развала 90° позволяет уравновесить момент инерции 1-го порядка без применения балансировочных валов, однако равномерных интервалов поджига смеси она не обеспечивает (рабочие ходы в цилиндрах следуют не равномерно, а через 90 и 150° по углу поворота коленчатого вала, порядок работы цилиндров при этом 1-4-2-5-3-6). Следствием этого является заметная вибрация работающего двигателя, особенно при работе на малых оборотах коленчатого вала, а также грубый и неприятный на слух звук выхлопа, а по плавности хода двигатель больше напоминает трёхцилиндровый. Чтобы уменьшить вибрации и улучшить плавность хода, применяют маховик увеличенной массы. В более современных[когда?] двигателях V6 с углом развала 90° используется усложнённый коленвал со смещёнными шатунными шейками (6 кривошипов), обеспечивающий равномерные интервалы поджига смеси, а момент инерции 1-го порядка уравновешивается при применении балансировочного вала (без него он уравновешивается не полностью, что потребует усовершенствованной подвески двигателя и часто неприемлемо для современного[когда?] легкового автомобиля из-за повышенной вибрации). Однако на болидах формулы-1 (регламент 2014) года используется именно простой коленвал с тремя кривошипами, не обеспечивающий равномерных интервалов поджига, но обладающий большей прочностью и не требующий уравновешивания момента 1-го порядка.

120-градусный развал позволяет получить широкий, но низкий силовой агрегат, что лучше подходит для низких, например, спортивных машин. В нём так же на каждой шатунной шейке располагаются по два шатуна (число шатунных шеек — 3), но за счёт угла развала цилиндров 120° обеспечиваются равномерные интервалы поджига смеси. Такая конфигурация имеет довольно большой момент 1-го порядка, который можно скомпенсировать только при применении балансировочного вала. При всех остальных углах развала (отличных от 120°), чтобы обеспечить равномерные интервалы поджига смеси (через каждые 120° по углу поворота коленвала) и тем самым уменьшить вибрацию двигателя, а также обеспечить плавный ход, каждый шатун располагают на отдельной шатунной шейке коленвала, либо применяют усложнённый коленвал со смещёнными шатунными шейками (это уменьшает длину двигателя, а также упрощает его, но требует усовершенствованния технологии изготовления коленвала).

60-градусный развал позволяет скомпенсировать момент 1-го порядка без применения балансировочных валов. По этой причине, а также благодаря компактности, этот угол развала считается «родным» для V-образных шестёрок. Иногда по каким-либо причинам применяют близкие углы развала, например 54° или 65° при незначительном увеличении вибраций, которые растут по мере отклонения от угла 60°.

Угол развала 15° позволяет сделать одну общую головку для всех цилиндров, а также позволяет использовать порядок зажигания такой же, как у рядного шестицилиндрового двигателя и обладает удовлетворительной сбалансированностью без применения балансировочных валов, что вместе с усовершенствованной подвеской двигателя решает проблему вибраций.

Именно трудности балансировки и являлись основной причиной, сдерживавшей распространение серийных двигателей этого типа. До 1950-х годов такие двигатели создавались, но либо для стационарных установок (например бензогенераторов), либо как опытные образцы.

В 1959 году в США фирма GM начала производство пятилитрового V6, которым оснащались пикапы и субурбаны (гибрид универсала и микроавтобуса на шасси пикапа).

В 1962 году в США пошёл в производство «компакт» Buick Special с 90-градусным V6, разработанным на основе небольшой V-образной «восьмёрки», но он отличался высоким уровнем вибраций и вскоре был снят с производства.

Одним из первых полностью перешёл на V-образные шестицилиндровые моторы (двух семейств — Cologne и Essex, в зависимости от места разработки — ФРГ или Великобритании) европейский филиал «Форда»: с 1965…66 годов они постепенно вытеснили ранее использовавшиеся на наиболее крупных европейских моделях этой марки рядные шестёрки (первоначально европейский «Форд» также повсеместно заменил на своих автомобилях рядные четвёрки на моторы конфигурации V4, принадлежавшие к тем же семействам, что и V6, но впоследствии отказался от них — в то время, как V6 упомянутых выше семейств дожили до 2000-х годов). При этом американский «Форд» оставался крайне консервативен в выборе типов силовых агрегатов, начав выпуск собственных V6 (на основе разработок британского филиала) лишь в начале 1980-х годов (на пике бензинового кризиса рубежа 1970-х — 1980-х годов).

Первый серийный японский V6 появился только в 1983 году у фирмы Nissan — серия Nissan VG, затем более продвинутым японским V6 стал мотор серии 6G от Mitsubishi, появившийся в 1986 году, примечатлен он тем, что устанавливался он на самый дорогой спорткар этой компании Mitsubishi 3000GT и в турбоверсии выдавал аж 320 лошадиных сил, нося индекс 6G72TT.

Использование в автомобилях[править | править код]

V6 — один из самых компактных двигателей, он обычно короче, чем I4, и в большинстве исполнений у́же и короче, чем V8.

В современных[когда?]переднеприводных автомобилях с поперечным расположением двигателя по компоновочным соображениям как правило невозможна установка рядных шестицилиндровых двигателей, что, при повышенных требованиях к мощности в наши дни, обуславливает популярность V-образных шестицилиндровых моторов на автомобилях более высоких классов, несмотря на малую сбалансированность и сложность в производстве в сравнении с I6. Унификация двигателей различных автомобилей приводит к тому, что V6 устанавливают и в машинах с продольным расположением двигателя, в которых, в принципе, нет строгой компоновочной необходимости его применения, — хотя оно и даёт ряд преимуществ. Вместе с тем, на автомобилях того же класса с задним приводом, вроде 5-й серии BMW, всё ещё довольно широко распространены и рядные «шестёрки».

Из советских двигателей серийными V6 были только дизели большого рабочего объёма для грузовиков, и спецтехники: ЯМЗ-236 и СМД-60. Трёхлитровый V6 моделей ГАЗ-24-14 и ГАЗ-24-18 планировался в качестве базового двигателя легкового автомобиля «Волга» ГАЗ-24, но впоследствии в силу целого ряда причин был заменён на рядный четырёхцилиндровый. Однако, была выпущена опытно-промышленная партия этих двигателей, которые использовались на ряде спортивных автомобилей, в частности, на одном из серии «Эстония».

Другим направлением развития является VR-технология, которая зародилась в 1920-е годы, когда компания Lancia выпустила семейство V-образных моторов с очень маленьким углом развала цилиндров (всего 10—20°). «VR» представляет собой аббревиатуру двух немецких слов, обозначающих V-образный и R-рядный, т. е. «v-образно-рядный».[3]

Двигатель представляет собой симбиоз V-образного двигателя с минимально малым углом развала 15° и рядного двигателя, в котором шесть цилиндров расположены V-образно под углом 15°, в отличие от традиционных V-образных двигателей, имеющих угол 60° или 90°. Поршни в блоке размещаются в шахматном порядке.

Двигатель никак не наследует сбалансированность R6[4], но имеет лучшую компактность в сравнении с V6 и R6. Совокупность достоинств обоих типов двигателей привела к тому, что двигатель VR6 стал настолько компактным, что позволил накрыть оба ряда цилиндров одной общей головкой, в отличие от обычного V6. В результате двигатель VR6 получился значительно меньшим по длине, чем R6, и по ширине, чем обычный V6[3].

Рабочий объём варьируется как правило от 2,0 до 5,0 л. Использование конфигурации в двигателях объёмом меньше 2,0 л мало оправдано из-за относительно высокой стоимости изготовления (по сравнению с четырёхцилиндровыми двигателями) и большой (в сравнении с ними же) длины. Однако, подобные случаи имели место, например, мотоцикл Benelli 750 Sei имел двигатель I6 с рабочим объёмом всего 0,75 л.

В настоящее время технология возрождена концерном Volkswagen, который выпустил шестицилиндровые двигатели компоновки VR6. Ставился с 1991 года (1992 модельный) на автомобили Volkswagen Passat, Golf, Corrado, Sharan. Имеет заводские индексы «AAA» объёмом 2,8 литра, мощностью 174 л/с и «ABV» объёмом 2,9 литра и мощностью 192 л/с.

Имеет два ряда по три цилиндра, которые расположены под углом 180°, причём противостоящие поршни двигаются зеркально (одновременно достигают верхней мёртвой точки). Такой двигатель хорошо уравновешен и имеет малую высоту и низкий центр тяжести, но при этом он довольно широкий. Используется на некоторых автомобилях («Порше», «Субару») и мотоциклах («Хонда Голд Винг»).[источник не указан 497 дней]

  • Nunney, M J. Light and Heavy Vehicle Technology.

Какие типы двигателей бывают — МОЙ МОТОЦИКЛ

     движокдвижок

     При выборе мотоцикла покупатель чаще всего смотрит на единственный параметр — максимальную мощность. То есть сколько «лошадей» в нем. А на остальное особо внимания не обращает, конечно если это не особо опытный по этой части человек. И зачастую рождаются мифы о том, что мотор имеющий менее 100 л.с. «не едет» и прочая туфта.

Прежде чем сделать покупку, рекомендуем более внимательно изучить то, что ты хочешь и определиться конкретно для каких целей нужен мотоцикл и где на нем будешь ездить.

Итак поговорим о типах двигателей для мотоциклов:

На мототехнику в основном ставят бензиновые двигатели, хотя сейчас все чаще выпускают байки с електродвигателями — прогресс есть прогресс. Бывают еще и с дизельными движками, но их очень мало, эксклюзив.

двигдвиг

«Несмотря на примитивность конструкции, 1-цилиндровый 4-тактный мотор воздушного охлаждения не сдает позиций на фоне более мощных и более продвинутых конкурентов. Причина – дешевизна в разработке и производстве. Недаром большинство китайских мотоциклов оснащают именнно такими агрегатами»

       Бензиновые двигатели внутреннего сгорания бывают 2-тактными и 4-тактными. Двухтактники до сих пор используются в производстве малокубатурной техники. Благодаря простоте конструкции и отличному соотношению вес/мощность они заслуженно пользуются любовью в кругах скутеристов, любителей оффроуда и шоссейно-кольцевых гонок. Гражданские 2-тактные мотоциклы практически не выпускаются, за исключением некоторых 50- и 125-кубовых моделей. В целом, это неплохой выбор как для первого мотоцикла. Так как на них легче обучаться и привыкать к езде чем с кубатурой побольше, это для тех, у кого опыта, или нет или мало.

4-тактные двигатели технически более современны, у них сложнее конструкция, меньше вредных выбросов и ниже уровень потребления топлива. Их проще обслуживать, чем двухтактники. Современному 4-тактному мотору достаточно регулярной замены масла – и он будет безотказно служить тебе многие тысячи километров. Такими ДВС оснащаются 99% современных мотоциклов.

В отличие от автомобильного мира, в мотопроме существует намного большее количество вариантов компоновки моторов. Большинство авто оснащают 3- или 4-цилиндровым рядником, реже – 4-цилиндровым оппозитом. Все остальные вариации находятся за гранью финансовых возможностей большинства автолюбителей. С мотоциклами все интереснее. В диапазоне $10-20 тыс. доступны байки с самыми разными движками. Но как же выбрать и что будет полезнее?

Мощность или крутящий

uploads-uploads-

«Для мотоцикла крайне важно наличие тахометра, чтобы райдер мог контролировать оптимальные обороты двигателя, где мощность и крутящий достигают максимальных значений»

       Мы не будем рассматривать каждый движок до мелочей. Просто посмотрим, чем примечателен тот или иной механизм, какие у него есть достоинства и недостатки.

Крутящий – это произведение силы на длину плеча ее действия (измеряется в ньютон-метрах). Мощность – это произведение момента на его угловую скорость, то есть количество работы, произведенное на определенных оборотах (измеряется в лошадиных силах). Крутящий момент, создаваемый движком, зависит от площади поршня, радиуса кривошипа коленвала, давления внутри цилиндра и других параметров. Мощность – прежде всего от оборотов движка.

Чтобы получить одновременно мощный и моментный двигатель, нужно заставить большие поршни двигаться очень быстро, вращая длинные рычаги коленвала. К сожалению, это вещи взаимоисключающие. Намного проще раскрутить до бешеных оборотов маленькие поршни с коротким рабочим ходом.
Что важнее: высокая мощность или классный крутящий? Важны не их пиковые значения, которые указывает производитель в ТТХ мотоцикла, а распределение «лошадей» и ньютон-метров в рабочем диапазоне.

мм

«Два диаметрально противоположных примера распределения мощности и крутящего. На первом графике изображены кривые 1584-кубовой воздушной вэшки Harley-Davidson, на втором – 4-цилиндрового жидкостного рядника Honda CBR1000RR. Большая вэшка Харли крайне неохотно крутится, достигая скромных 65 л.с. при 5000 об/мин. Зато у этого мотора очень много крутящего – целых 113 Нм! Правда, все ньютон-метры доступны в узком рабочем диапазоне, оптимальный режим работы движка – 2000-4000 об/мин. Рядник Хонды напротив очень любит, чтобы его крутили. На низких оборотах крутящего мало, мощности – еще меньше. Обе кривые растут в диапазоне от 2500 до 10000 об/мин, самый «сок» движка – отрезок от 7000 до 12000, когда он выдает максимум и «лошадей», и ньютон-метров. В любом случае, оптимальный рабочий режим мотора Хонды намного шире, чем у Харли»

Типы двигателей:

Моноцилиндр.

МоноцилиндрМоноцилиндр

       Самый простой и самый популярный вариант устройства мотоциклетного движка. Чаще всего его можно увидеть на различных эндуро, мотардах и кроссачах. Преимущества одноцилиндрового мотора: компактность, простота конструкции и обслуживания, хороший крутящий момент на низких и средних оборотах. Недостатки: ограничение по объему цилиндра, вибрации, ограниченный рабочий диапазон.

Параллельный твин.

Параллельный твин.Параллельный твин.

       Двигатель с двумя цилиндрами, установленными в ряд, можно встретить на круизерах, шоссейниках и кроссоверах. Преимущества: относительная простота обслуживания, эффективное охлаждение, хороший крутящий момент на средних оборотах. Недостатки: ограниченный рабочий диапазон, невысокая максимальная мощность.

V-твин.

V-твин.V-твин.
«Воздушными» вэшками такого формата оснащают все Харли и прочие круизеры. Почему? Во-первых, такой движок красив. Также V-твины, правда, жидкостные, традиционно любят итальянские мотопроизводители, которые научились выжимать из них нешуточные ТТХ. Поэтому следует разделять «воздушники» и «водянки», которые очень сильно отличаются. Преимущества первых: отличный крутящий на низких оборотах, эстетичный внешний вид, простота конструкции. Недостатки: узкий рабочий диапазон, вибрации, недостаточное охлаждение заднего цилиндра. Жидкостные вэшки имеют такие плюсы: широкий рабочий диапазон, высокие мощность и крутящий, узость конструкции. Их минусы: сложность и часто дороговизна обслуживания.

V4.

V4.V4.

      Достаточно редкий и высокотехнологичный мотор, который очень любят в гонках MotoGP. Впрочем, используется не только на спортбайках, но и туристах. Преимущества: компактность, высокие мощность и крутящий, равномерная отдача ньютон-метров. Недостатки: навороченность конструкции, сложное ТО, высокая стоимость самого агрегата.
3-цилиндровый рядник.

3-цилиндровый рядник.3-цилиндровый рядник.

       Этот движок – экзотика в наших краях. Его используют Triumph, Benelli и MV Agusta (с недавних пор и Yamaha), комплектуя им свои стриты, спортбайки и туристы. Трехцилиндровый мотор – разумный компромисс между не очень мощным параллельным твином и мощным, но сложным 4-цилиндровым рядником. Преимущества: относительная компактность, небольшие вибрации, хорошие мощность и крутящий. Недостатки: отсутствие сервиса в Украине.
4-цилиндровый рядник.

4-цилиндровый рядник.4-цилиндровый рядник.

      Этот мотор устанавливают на быстрые байки. Главная особенность рядника – любовь к высоким оборотам. Такой двигатель можно и нужно крутить, только тогда он покажет все, на что способен. Преимущества: высокая мощность, минимум вибраций, эластичность, широкий выбор кубатуры – от 400 до 1450 см3. Недостатки: широта конструкции, сложное ТО, мало крутящего на низких оборотах.
Оппозит.

ОппозитОппозит

      Эта компоновка и аббревиатура BMW – близнецы-братья. По сути, тот же V-твин, но с развернутыми на 180° цилиндрами. На самом деле немцы позаимствовали такую компоновку у англичан. В свою очередь, СССР украл ее у BMW, выпустив на просторы нашей бывшей необъятной родины популярные до сих пор «Днепры» и «Уралы». Преимущества оппозита: высокий крутящий момент, эффективное охлаждение цилиндров, низкий центр тяжести. Недостатки: ширина и сложность конструкции (в частности системы ГРМ).
Отдельно нужно сказать о единственном в своем роде 6-цилиндровом оппозите, который устанавливается на Honda Gold Wing. Этот 1832-кубовый мотор жидкостного охлаждения считается идеально сбалансированным (то есть в нем почти отсутствуют вибрации), у него низкий центр тяжести и отличный крутящий момент на низких и средних оборотах. Впрочем, такой рабочий объем делает движок почти автомобильным по своим характеристикам.

 

Принципы работы простейшего одноцилиндрового двигателя внутреннего сгорания

В этой статье будут рассмотрены принципы работы простейшего одноцилиндрового двигателя внутреннего сгорания. Этот двигатель взят для простоты понятия физических процессов, для того чтобы понять, как работают все подобные двигатели. На самом деле всё намного сложнее каждый процесс имеет столько особенностей, что и у специалистов, хорошо знающих работу двигателя, часто возникают споры по многим вопросам. Но все бензиновые двигатели (двигатели с принудительным зажиганием) работают на основе принципов, впервые описанных немецким инженером Отто.

Двигатель нужен для обеспечения автомобиля (если это не стационарный двигатель) механической энергией. Двигатель создаёт эту энергию. Но из школьного курса физики известно, что энергия не возникает из ничего и не исчезает бесследно. Что же является источником механической энергии, вырабатываемой двигателем, какую энергию он преобразует в механическую? Источником энергии двигателя внутреннего сгорания является энергия межмолекулярных связей углеводородного топлива, сгорающего в цилиндрах двигателя. Во время сгорания углеводородного топлива происходит разрыв этих связей с большим выделением тепловой энергии, которую двигатель и преобразует в механическую энергию в форме вращательного движения.

Для химических реакций, происходящих при сгорании топлива, требуется окислитель. Для этого используется кислород, содержащийся в окружающем атмосферном воздухе. Воздух это смесь газов, кислорода в этой смеси приблизительно 21%. В цилиндрах двигателя сгорает смесь топлива с воздухом. В идеальном случае все молекулы углеводородов, поданные в цилиндр, сгорая, соединяются со всеми молекулами кислорода, поданными в цилиндр во время одного рабочего цикла. То есть после процесса сгорания в цилиндре двигателя не должно остаться не одной молекулы топлива, и не одной свободной молекулы кислорода.

Химические реакции, во время которых полностью используются все активные вещества, называются стехиометрическими. Во время стехиометрического процесса для полного сгорания всех молекул 1-го килограмма топлива необходимо использовать приблизительно 14,7 килограммов воздуха. Это идеальный процесс, но реально при работе двигателя на различных режимах обеспечить его достаточно трудно, тем более что на некоторых режимах двигатель будет работать устойчиво, только если смесь отличается от стехиометрической.

Разобравшись, откуда берётся механическая энергия, приступим к изучению принципов работы двигателя. Как уже было отмечено ранее, здесь будет рассматриваться работа четырёхтактного двигателя внутреннего сгорания, работающего по циклу Отто. Основным признаком цикла Отто можно назвать то, что перед воспламенением топливовоздушная смесь предварительно сжимается, а зажигание смеси происходит от постороннего источника – в современных двигателях только при помощи электрической искры.

За время становления и развития двигателя внутреннего сгорания было изобретено очень много различных конструкций и, разумеется, двигатель, работающий на принципах цикла Отто, был далеко не единственный. Из двигателей с возвратной поступательным движением поршня можно назвать двигатель, работающий по циклу Аткинсона, а из двигателей с круговым движением поршня наиболее известен роторно-поршневой двигатель Ванкеля. Существует большое количество вообще экзотических конструкций. Но все они не получили широкого практического применения. Более 99,9% используемых в настоящее время двигателей внутреннего сгорания работают по циклу Отто, (в данной статье сюда будут отнесены и дизельные двигатели) которые в свою очередь подразделяются на двигатели с электрическим воспламенением смеси и дизельные двигатели, с компрессионным воспламенением смеси.

Принципы работы таких двигателей и будут рассмотрены в этой статье.

И бензиновые и дизельные двигатели могут быть не только четырёхтактными, но и двухтактными. В настоящее время двухтактные двигатели на автомобиле не применяются, поэтому в данной главе они рассматриваться не будут.

Прежде чем рассматривать принципы работы двигателя рассмотрим, из каких основных деталей он состоит.

Основные детали простейшего ДВС

  1. Цилиндр.
  2. Поршень.
  3. Камера сгорания.
  4. Шатун.
  5. Коленчатый вал.
  6. Впускной канал.
  7. Впускной клапан.
  8. Впускной распределительный вал.
  9. Выпускной канал.
  10. Выпускной клапан.
  11. Выпускной распределительный вал.
  12. Свеча зажигания.
  13. Топливная форсунка (не показана).
  14. Маховик двигателя (не показан).

1. Цилиндр – основа двигателя, именно в нём происходит процесс сгорания топлива, цилиндр является направляющим элементом для движения поршня.

2. Поршень – деталь, перемещающаяся в цилиндре под воздействием расширяющихся газов или под воздействием кривошипно-шатунного механизма. Условно примем, что скользящее соединение, между поршнем и стенками цилиндра абсолютно герметично, то есть, ни какие газа не могут просочиться через это соединение.

3. Камера сгорания – пространство над поршнем, когда поршень находится в самой верхней точке своего хода (ВМТ).

4. Шатун – это стержень, передающий усилие от поршня к кривошипу коленчатого вала и, наоборот, от коленчатого вала к поршню.

5. Коленчатый вал – служит для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное, именно такое движение наиболее удобно для использования.

6. Впускной канал – канал, по которому топливовоздушная смесь поступает в цилиндр двигателя.

7. Впускной клапан – соединяет впускной канал с цилиндром двигателя. Условно принимаем, что в закрытом состоянии клапан полностью герметичен, а в открытом состоянии он не оказывает сопротивление проходу топливовоздушной смеси в цилиндр двигателя.

8. Впускной распределительный вал – открывает и закрывает впускной клапан в нужное время.

9. Выпускной канал – канал, по которому отработавшие газы выводятся из двигателя в атмосферу.

10. Выпускной клапан – соединяет выпускной канал с цилиндром двигателя. Условно принимаем, что в закрытом состоянии клапан полностью герметичен, а в открытом состоянии он не оказывает сопротивление проходу отработавших газов из цилиндра двигателя.

11. Выпускной распределительный вал – открывает и закрывает выпускной клапан в нужное время.

12. Свеча зажигания – служит для воспламенения сжатой топливовоздушной смеси в необходимое время.

13. Топливная форсунка – служит для распыления топлива в воздухе, поступающем в цилиндр двигателя.

14. Маховик двигателя – служит для необходимого перемещения поршня за счёт сил инерции во время всех тактов, кроме рабочего.

Далее придётся понять и запомнить довольно много специальных терминов, но сейчас упомянем, без полного объяснения, только некоторые.

1 — Верхняя мёртвая точка (ВМТ) – точка в которой поршень останавливается при изменении направления своего движения вверх цилиндра на движение вниз.

2 — Нижняя мёртвая точка (НМТ) – точка в которой поршень останавливается при изменении направления своего движения вниз цилиндра на движение вверх.

3 — Ход поршня – расстояние, проходимое поршнем при перемещении от ВМТ к НМТ или наоборот.

4 — Такт двигателя – перемещение поршня от одной мёртвой точки к другой. Во время каждого такта коленчатый вал двигателя совершает половину оборота (180?).

5 — Цикл – периодичное повторение четырёх тактов двигателя во время работы. Полный цикл двигателя состоит из четырёх тактов и совершается за два полных оборота коленчатого вала (720?).

Принципы работы простейшего одноцилиндрового четырёхтактного двигателя:

1 — Такт всасывания

(поступления топливовоздушной смеси в цилиндр).

Впускной клапан открыт.
Выпускной клапан закрыт.

Под воздействием внешнего усилия (стартёра двигателя, заводной ручки или инерции маховика), передаваемого поршню шатуном, поршень перемещается от ВМТ к НМТ. Поскольку соединение между поршнем и цилиндром полностью герметично, в пространстве над поршнем образуется пониженное давление (разрежение). Под воздействием атмосферного давления воздух через впускной канал, и открытый впускной клапан, начинает поступать в цилиндр двигателя. В это время топливная форсунка распыляет в поступающем воздухе необходимое количество топлива, в результате чего в цилиндр поступает горючая топливовоздушная смесь.

При достижении поршнем НМТ впускной клапан закрывается.

2 — Такт сжатия.

Оба клапана закрыты.

Под воздействием внешнего усилия поршень перемещается из НМТ к ВМТ. При этом в цилиндре происходит сжатие топливовоздушной смеси. По окончании такта сжатия, когда поршень встаёт в положении ВМТ, вся топливовоздушная смесь находится в сжатом состоянии в камере сгорания.

В это время свеча зажигания при помощи электрической искры воспламеняет сжатую топливовоздушную смесь. В дизельном двигателе в камеру сгорания при помощи топливной форсунки впрыскивается мелко распылённое топливо. В результате чего в обоих случаях происходит воспламенение смеси.

3 — Рабочий такт.

Оба клапана закрыты.

При сгорании топливовоздушной смеси в цилиндре резко поднимается температура и, главное, давление. Это давление равномерно давит во все стороны, но стенки камеры сгорания и цилиндра рассчитаны на это давления. А вод давление, оказываемое расширяющимися газами на поршень, днище которого является нижней частью камеры сгорания, заставляет поршень перемещаться вниз от ВМТ к НМТ. Это усилие через шатун передаётся на кривошип коленчатого вала, который преобразует поступательное движение поршня во вращательное движение.

При достижении поршнем НМТ открывается выпускной клапан.

4 — Такт выпуска.

Впускной клапан закрыт.
Выпускной клапан закрыт.

Под воздействием внешнего усилия, передаваемого на поршень через шатун, поршень перемещается из положения НМТ в положение ВМТ. Во время этого перемещения поршень вытесняет из цилиндра отработавшие газы через открытый выпускной клапан в выпускной канал и далее в атмосферу.

И так, мы рассмотрели полный цикл двигателя, состоящий из четырех тактов. Далее этот цикл повторяется бесконечно, пока двигатель не будет выключен или не закончится бензин в баке автомобиля.

Наверное, Вы обратили внимание, что из четырёх тактов полезным является только один – рабочий такт. Именно во время этого такта вырабатывается необходимая энергия. Все другие такты являются вспомогательными. Возможно, такая конструкция может показаться не эффективной, но лучшего, по всем показателям, пока ничего не изобретено. Да, существуют двухтактные двигатели, в которых полный цикл осуществляется за один поворот коленчатого вала. Существует роторно-поршневой двигатель Ванкеля, в котором вообще нет деталей, совершающих возвратно-поступательное движение, но этим конструкциям, при некоторых преимуществах, присущи свои недостатки, поэтому двигатели, работающие по четырёхтактному циклу Отто, в настоящее время имеют практически монопольное распространение в мире. И какой-либо замены им, в обозримом будущем, реально не предвидится.

Дизельный двигатель.

Двигатель, изобретённый немецким изобретателем Рудольфом Дизелем, очень похож и по конструкции и принципам работы на двигатель, работающий на бензине, описанный ранее. Но есть одно существенное различие. В этом двигателе воспламенение топливовоздушной смеси происходит не при помощи электрической искры, а за счёт контакта топлива с горячим воздухом находящемся в цилиндре. Такое воспламенение рабочей смеси называется компрессионным зажиганием. А откуда в цилиндре взялся горячий воздух, где его подогрели? Разумеется, никто его нарочно не грел. Если Вам когда-либо приходилось накачивать ручным насосом шину велосипеда, или автомобиля, вы могли обратить внимание, что довольно быстро насос начинает нагреваться. И вообще из школьного курса физики известно, что при сжатии все газы нагреваются, а воздух есть ничто иное, как смесь газов. Сжатие воздуха в двигателе происходит очень быстро, поэтому к концу такта сжатия воздух, находящийся в цилиндре дизельного двигателя, имеет очень высокую температуру (700 ? 900?С).

Поскольку физический процесс немного отличается от описанного ранее бензинового двигателя, в конструкции дизельного двигателя имеются некоторые отличия. Главное отличие в более высокой степени сжатия. У дизельного двигателя отсутствует свеча зажигания, вместо неё непосредственно в головку блока цилиндров вставлена топливная форсунка, разумеется, во впускном канале топливная форсунка отсутствует. В отличие от бензинового двигателя, в цилиндры которого во время такта всасывания поступает смесь бензина с воздухом, цилиндры дизельного воздуха поступает чистый воздух. При достижении поршнем ВМТ во время такта сжатия, в камере сгорания дизельного двигателя находится сжатый воздух, имеющий высокую температуру. И в то время, когда в бензиновом двигателе происходит воспламенение смеси при помощи электрической свечи, в камеру сгорания дизельного двигателя под большим давлением впрыскивается мелко распылённое дизельное топливо. Соприкасаясь с горячим воздухом, находящимся в камере сгорания, топливо воспламеняется.

Запомните основные отличия дизельного двигателя от бензинового.

1 – Топливо в дизельном двигателе воспламеняется не при помощи электрической искры, а за счёт контакта топлива с воздухом, имеющим высокую температуру.

2 – Регулировка крутящего момента и мощности двигателя осуществляется за счёт изменения качества, а не количества топливовоздушной смеси, поэтому в дизельном двигателе отсутствует дроссельная заслонка, регулирующая количество поступающего в цилиндры двигателя воздуха. То есть крутящий момент изменяется количеством впрыскивания топлива без изменения объёма всасываемого воздуха.

Не путайте дизельный двигатель с современными бензиновыми двигателями, с непосредственным впрыском. В этих двигателях топливная форсунка перенесена из впускного канала на головку двигателя, но не вместо свечи зажигания, а установлена совместно с ней. В этом случае топливная форсунка впрыскивает топливо непосредственно в цилиндр. Топливовоздушная смесь в таком двигателе воспламеняется не при помощи компрессионного зажигания, а при помощи электрической искры. А имеющаяся во впускном тракте дроссельная заслонка регулирует количество воздуха, поступающего в цилиндр.

Мы рассмотрели принципы работы простейшего одноцилиндрового двигателя, поняли, как возникает необходимая нам механическая энергия, но для простоты объяснения пришлось прибегнуть очень ко многим упрощениям. Например, клапаны открываются или закрываются не точно в ВМТ или НМТ. Свеча бензинового двигателя воспламеняет смесь или топливная форсунка дизельного двигателя нагнетает топливо в цилиндр не совсем точно при нахождении поршня в ВМТ. Да и двигатель, чаще всего имеет не один, а несколько цилиндров, от 1-го до 16, в автомобильной промышленности, а авиации или на флоте встречались двигатели, имеющие 64 цилиндра. Но основой любого двигателя является цилиндр.

Ранее были рассмотрены некоторые термины, имеющие отношение к цилиндру двигателя, теперь придётся их рассмотреть более подробно и познакомиться с некоторыми новыми.

1. Радиус кривошипа.

Расстояние между осями коренных и шатунных шеек коленчатого вала.
Коренными называются шейки коленчатого вала, в которых вал вращается в блоке цилиндров двигателя.
Шатунными называются шейки, к которым подсоединены шатуны поршней.
Для образования кривошипа ось коренных шеек смещена относительно оси шатунных шеек.
Радиус кривошипа является очень важным конструкционным параметром двигателя. Изменяя радиус кривошипа можно подобрать необходимое соотношение между крутящим моментом и максимальными оборотами двигателя, при неизменном объёме цилиндра.
(Обычно измеряется в миллиметрах)

2. Ход поршня:
Ход поршня, то есть расстояние между НМТ и ВМТ, равен удвоенной величине радиуса кривошипа.

3. Диаметр цилиндра:

Это диаметр внутреннего отверстия цилиндра. Условно принимаем, что диаметр поршня равен диаметру цилиндра.
(Обычно измеряется в миллиметрах)

4. Рабочий объём цилиндра:
Рабочим объёмом цилиндра называется объём, вытесняемый поршнем при перемещении от НМТ к ВМТ.
(Обычно измеряется в кубических сантиметрах (см?) или литрах.)
Рабочий объём цилиндра равен произведению хода поршня на площадь днища поршня.

5. Объём камеры сгорания.
Это объем пространства, находящегося над поршнем, во время нахождения поршня в ВМТ.
(Обычно измеряется в кубических сантиметрах.)
Камера сгорания большинства двигателей имеет сложную форму, поэтому определить её точный объём расчётным методом сложно. Для определения объёма камеры сгорания применяются различные методы прямого измерения.

6. Полный объём цилиндра.
Это сумма объёма камеры сгорания и рабочего объёма цилиндра.
(Обычно измеряется в кубических сантиметрах или литрах.)
Полный объём многоцилиндрового двигателя равен полному объёму одного цилиндра умноженному на количество цилиндров двигателя.

7. Степень сжатия.
Это соотношение полного объёма цилиндра к объёму камеры сгорания. Другими словами это соотношение объёма цилиндра в сумме с объёмом камеры сгорания, когда поршень находится НМТ к объёму пространства, расположенному над поршнем, когда поршень находится в положении ВМТ.
(Безразмерная единица)

8. Соотношение диаметра цилиндра к величине хода поршня:
Является очень важным параметром при конструировании двигателя внутреннего сгорания. Двигатели, в которых ход поршня больше диаметра цилиндра называются длиноходными, двигатели, в которых ход поршня меньше диаметра цилиндра, называются короткоходными.

Значение степени сжатия.

Степень сжатия это один из очень важных технических показателей двигателя внутреннего сгорания, поэтому рассмотрим его более подробно. В общем, повышение степени сжатия поднимает эффективность работы двигателя внутреннего сгорания, то есть при сгорании равного объёма топлива двигатель производит больше механической энергии. При повышенной степени сжатия молекулы топлива физически приближаются друг к другу. При этом топливовоздушная смесь имеет более высокую температуру, в результате чего достигается лучшее испарение частичек топлива и их более равномерное перемешивание с воздухом. Для каждого типа бензина имеется предельное значение степени сжатия. Чем выше октановое число бензина, тем выше степень сжатия, при которой может работать двигатель. При превышении допустимой степени сжатия и, соответственно температуры в камере сгорания, двигатель начинает работать с детонацией (самопроизвольное воспламенение смеси). Процесс детонации достаточно сложный, поэтому, на данном этапе, ограничимся пониманием, что причиной детонации является неправильное сгорание топливовоздушной смеси. При работе двигателя с детонацией резко уменьшается эффективность работы двигателя, и более того, возросшие ударные нагрузки могут привести к разрушению двигателя. Сильные стуки во время работы двигателя являются признаком детонации. Этот режим работы очень вреден для двигателя.

Современные электронные системы управления двигателем практически исключили работу двигателя с детонацией, но те, кому пришлось ездить на автомобилях с двигателями, не имеющих электронных систем управления, помнят, что режим детонации возникал довольно часто.

Раньше для повышения октанового числа бензина применялись специальные присадки на основе свинца. Применение этих присадок позволяло поднять степень сжатия до 12,5:1, но сейчас, в соответствии с законодательными нормами по охране окружающей среды, по причине того, что свинец наносит большой вред окружающей среде, применение присадок на основе свинца запрещено.

Степень сжатия современных бензиновых двигателей равна 10:1 ? 11:1. Величина степени сжатия может изменяться не только от качества предполагаемого к использованию бензина, но и от конструкции двигателя. Современные двигатели, имеющие систему управления двигателя с датчиком детонации, позволяют поднять степень сжатия до 13:1. Такие системы управления, регулируя угол опережения зажигания в каждом отдельном цилиндре, на основе информации, полученной от датчика детонации, позволяют двигателю работать на грани возникновения детонации, но не допускают её. Двигатели с непосредственным впрыском бензина в камеру сгорания из-за особенностей процессов, протекающих в цилиндре, тоже могут работать с повышенной степенью сжатия.

Поскольку воспламенение топлива в дизельных двигателях происходит за счёт нагрева воздуха, находящегося в цилиндре, степень сжатия дизельных двигателей выше, чем бензиновых. Степень сжатия дизельных двигателей лежит в диапазоне 14:1 ? 23:1.

Двигатели с принудительным нагнетанием воздуха в цилиндры (турбокомпрессор или механический нагнетатель), как бензиновые, так и дизельные, имеют более низкую степень сжатия по сравнению с атмосферными двигателями. Это вызвано тем, что перед началом такта сжатия в цилиндре находится большая масса воздуха (и топлива). Слишком высокое давление в цилиндре в конце такта сжатия может привести к разрушению двигателя.

Ранее отмечалось, что повышение степени сжатия явление, в целом, очень желательное, но в действительности всё несколько сложнее. Двигатель внутреннего сгорания, особенно автомобильный, постоянно работает на различных режимах скорости вращения и нагрузок. Научные исследования в данной области показали, что на некоторых режимах двигатель эффективней работает с более низкой степенью сжатия, а на других режимах степень сжатия может быть повышена без риска нанесения повреждений двигателю. Некоторые производители попытались создать двигатель с изменяемой во время работы степенью сжатия. Пионером в этой области, добившимся заметных результатов, был шведский производитель автомобилей SAAB. Работы в этом направлении проводились и другими производителями автомобилей. Но до настоящего времени серийные автомобили с изменяемой степенью сжатия на рынке отсутствуют. Очевидно, это будет следующим направлением повышения эффективности двигателя внутреннего сгорания.

Ранее были рассмотрены некоторые термины, определяющие геометрические показатели двигателя. Далее запомним некоторые термины, определяющие работу двигателя внутреннего сгорания, как простейшего одноцилиндрового, так более сложных двигателей.

  1. Мощность двигателя. Измеряется в киловаттах (кВт) или в старых, для некоторых более привычных единицах измерения, лошадиных силах (л.с.)
  2. Крутящий момент. Измеряется в ньютонах на метр (Н•м).
  3. Удельная литровая мощность. Измеряется отношением максимальной мощности двигателя к рабочему объёму цилиндров двигателя (кВт/литр)
  4. Удельная весовая мощность. Измеряется отношением максимальной мощности двигателя к весу двигателя (кВт/Кг).
  5. Топливная эффективность. Измеряется массой топлива, которое необходимо потратить на выработку мощности в один киловатт в течение часа (гр/кВт*час)
  6. Скорость вращения. В автомобилестроении, как и во многих других областях техники, скорость (частота) вращения коленчатого вала измеряется в оборотах в минуту (об/мин).

За прошедшие более чем сто лет с момента изобретения двигателя внутреннего сгорания (ДВС) количество его конструкций было столь велико, что их не только описать невозможно, их просто никто даже перечислить не сможет, да и задачи такой, в общем, нет. Четко понимая общие принципы работы ДВС (кратко описанные в данной статье), можно разобраться в любой конструкции.

Е.Н. Жарцов

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о